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プレート境界断層の鉱物組成不均一性が地震時の破壊伝播過程に与える影響の解明

Research Project

Project/Area Number 22K03778
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
Research InstitutionOsaka Metropolitan University

Principal Investigator

廣野 哲朗  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (70371713)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊藤 彰厚  大阪大学, 大学院理学研究科, 技術職員 (00628547)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords南海トラフ地震 / 断層 / 南海トラフ / 地震 / 付加体
Outline of Research at the Start

プレート境界断層の海溝付近での大規模滑りの発生メカニズム解明とその定量的評価は、世界各地の海溝型地震の被害軽減に向けた喫緊の研究課題である。特に国内では切迫する南海トラフ地震で発生しうる津波規模の推定が求められている。そこで本研究では、深海掘削で採取された熊野沖と室戸沖および足摺沖のプレート境界断層の鉱物組成・各種物性を計測し、その上で断層滑り弱化の数値解析と動力学破壊伝播シミュレーションを実施、来たる南海トラフ地震で起こりえる海溝付近の断層滑りの3次元時空間発展の定量的評価を行う。

Outline of Annual Research Achievements

プレート境界断層の海溝付近での大規模滑りの発生メカニズム解明とその定量的評価は、世界各地の海溝型地震の被害軽減に向けた喫緊の研究課題である。特に国内では切迫する南海トラフ地震で発生しうる津波規模の推定が求められている。そこで本研究では「深海掘削で採取された熊野沖と室戸沖および足摺沖のプレート境界断層の鉱物組成・各種物性を計測し、その上で断層滑り弱化の数値解析と動力学破壊伝播シミュレーションを実施、来たる南海トラフ地震で起こりえ
る海溝付近の断層滑りの3次元時空間発展の定量的評価を行う。」を目的とし、今年度は次の3つのテーマを実施した。
1)熊野沖の南海トラフ掘削プロジェクトで採取されたプレート境界の試料で測定された摩擦係数の3つのデータセットを用いて、動力学解析を実施し、プレート境界断層の滑り挙動の違いについて精査した。この結果を国際学術誌に投稿中であり、現在、三回目の審査段階である。
2)南海トラフは駿河湾から四国沖と広範囲に分布し、そこでの鉱物組成も大きく異なる可能性が高い。特に砂岩の含有率には差が大きいことが報告されている。そこで、昨年度に砂岩を用いた室内摩擦実験の結果に加え、滑り面表面の凹凸の定量的な評価を行った。その結果、砂岩では、滑り速度と表面構造の発達に密接な関係があることを見出すことができた。この結果を国際学術誌に投稿中であり、現在、三回目の審査段階である。
3)プレート境界断層の実際の掘削試料が限定されるため、そのアナログとして、紀伊半島日高川層群美山累層のメランジュユニットを調査し、そこでの主滑り帯の変形構造観察と元素濃度分析を実施した。現在も引き続き、研究を進めている段階である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本研究の目的は「深海掘削で採取された熊野沖と室戸沖および足摺沖のプレート境界断層の鉱物組成・各種物性を計測し、その上で断層滑り弱化の数値解析と動力学破壊伝播シミュレーションを実施、来たる南海トラフ地震で起こりえる海溝付近の断層滑りの3次元時空間発展の定量的評価を行う。」であり、そのうち、熊野沖のデータでの評価は完了し、その結果をまとめた論文が国際学術誌での審査の最終段階にある。さらに、南海トラフの海溝底の主要岩石(堆積物)である砂岩に着目した室内摩擦試験の結果をまとめた論文も国際学術誌での審査の最終段階にある。

Strategy for Future Research Activity

室戸沖・足摺沖の断層の地震時の滑り挙動に焦点をあて、模擬断層の室内実験もしくはアナログとして陸上付加体に発達する断層の調査・分析を実施する予定である。さらに、本研究課題の最終目的であるプレート境界断層の鉱物組成不均一性が地震時の破壊伝播過程に与える影響について、動力学解析を実施し、その評価を進めて行く予定である。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Relationship of evolution of slip-surface structure in Indian sandstone to changes in friction coefficient for a wide range of slip rates2024

    • Author(s)
      Hirono, T, Yano, H, Oohashi, K, Miyamoto, T, Ito, A
    • Journal Title

      Journal of Structural Geology

      Volume: -

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characteristics of Fault Rocks Within the Aftershock Cloud of the 2014 Orkney Earthquake (M5.5) Beneath the Moab Khotsong Gold Mine, South Africa2022

    • Author(s)
      Miyamoto T.、Hirono T.、Yokoyama Y.、Kaneki S.、Yamamoto Y.、Ishikawa T.、Tsuchiyama A.、Katayama I.、Yabe Y.、Ziegler M.、Durrheim R. J.、Ogasawara H.
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 49 Issue: 14 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1029/2022gl098745

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 四万十帯メランジュにおける構造地質学的・地球化学的特徴:海溝型地震における断層での岩石-水相互作用2023

    • Author(s)
      廣野哲朗、石川剛志、嶋本朱那
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ICDP DSeis: M5.5オークニー地震余震域から採取した断層試料の物質科学的特徴2022

    • Author(s)
      宮本英・廣野哲朗・横山友暉・金木俊也・山本裕二・石川剛志・土山明・片山郁夫・矢部康男・ZIEGLER Martin・DURRHEIM Raymond・小笠原宏
    • Organizer
      日本地震学会2022年度秋季大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 砂岩を用いた摩擦実験による摩擦挙動と表面構造の関係性の評価2022

    • Author(s)
      矢野弘道・宮本英・廣野哲朗・大橋聖和
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 数値的および実験的手法による断層内における変形構造発達過程の物理的描像の解明2022

    • Author(s)
      宮本英・廣野哲朗・湯川諭・大橋聖和
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 日本地球惑星科学連合2022年大会2022

    • Author(s)
      嶋本朱那・廣野哲朗・石川剛志
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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